JP2022094175A - Steering controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device.
従来、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達を分離した、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。この操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。車両の走行時、操舵装置の制御装置は、反力モータを通じて操舵反力を発生させるとともに、転舵モータを通じて転舵輪を転舵させる。 Conventionally, a so-called steer-by-wire type steering device in which power transmission between a steering wheel and a steering wheel is separated is known. This steering device has a reaction force motor that is a source of steering reaction force applied to the steering shaft, and a steering motor that is a source of steering force that steers the steering wheels. When the vehicle is running, the control device of the steering device generates a steering reaction force through a reaction force motor and steers the steering wheel through the steering motor.
ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングホイールと転舵輪との間の動力伝達が分離されているため、転舵輪に作用する路面反力がステアリングホイールに伝わりにくい。したがって、運転者は路面状態を、ステアリングホイールを介した手応えとして感じにくい。 In the steer-by-wire type steering device, since the power transmission between the steering wheel and the steering wheel is separated, the road surface reaction force acting on the steering wheel is difficult to be transmitted to the steering wheel. Therefore, it is difficult for the driver to feel the road surface condition as a response through the steering wheel.
そこで、たとえば特許文献1に記載の制御装置は、目標転舵角に基づく理想的なラック軸力である理想軸力と、転舵モータの電流値に基づくラック軸力の推定値である路面軸力とを演算する。制御装置は、理想軸力と路面軸力とを所定の配分割合で合算し、この合算した軸力に基づくベース反力を使用して反力モータを制御する。路面軸力には路面状態が反映されるため、反力モータが発生する操舵反力にも路面状態が反映される。したがって、運転者は、路面状態を操舵反力として感じることができる。 Therefore, for example, in the control device described in Patent Document 1, the ideal axial force, which is an ideal rack axial force based on the target steering angle, and the road surface axis, which is an estimated value of the rack axial force based on the current value of the steering motor. Calculate with force. The control device adds up the ideal axial force and the road surface axial force at a predetermined distribution ratio, and controls the reaction force motor using the base reaction force based on the added axial force. Since the road surface condition is reflected in the road surface axial force, the road surface condition is also reflected in the steering reaction force generated by the reaction force motor. Therefore, the driver can feel the road surface condition as a steering reaction force.
特許文献1の操舵装置を含む従来一般のステアバイワイヤ方式の操舵装置には、製品仕様に応じて様々な保護機能が持たせられる。保護機能の一例としては、転舵モータの過熱保護機能が挙げられる。この機能を有する制御装置は、たとえば転舵モータの温度を監視して、その監視される温度が過熱状態に近づいたとき、転舵モータへ供給する電流量を制限する。これにより、転舵モータを保護することが可能となる。 The conventional general steer-by-wire type steering device including the steering device of Patent Document 1 is provided with various protection functions according to the product specifications. As an example of the protection function, there is an overheat protection function of the steering motor. The control device having this function monitors the temperature of the steering motor, for example, and limits the amount of current supplied to the steering motor when the monitored temperature approaches an overheated state. This makes it possible to protect the steering motor.
しかし、特許文献1のように路面軸力を操舵反力に反映させる制御装置に転舵モータの過熱保護機能を持たせる場合、つぎのようなことが懸念される。
すなわち、路面軸力は転舵モータの電流値に所定の係数を乗算することにより演算される。このため、転舵モータの過熱保護の観点から転舵モータの電流量が制限される場合、その制限される電流量に応じて路面軸力、ひいては操舵反力が減少するおそれがある。したがって、たとえば運転者に対するインフォメーションとして操舵反力をより増大させるべき状況であるにもかかわらず、転舵モータの過熱保護機能が実行されることによって本来必要とされる操舵反力を確保できないことが懸念される。
However, when the control device that reflects the road surface axial force in the steering reaction force is provided with the overheat protection function of the steering motor as in Patent Document 1, the following concerns are concerned.
That is, the road surface axial force is calculated by multiplying the current value of the steering motor by a predetermined coefficient. Therefore, when the current amount of the steering motor is limited from the viewpoint of overheat protection of the steering motor, the road surface axial force and eventually the steering reaction force may decrease according to the limited current amount. Therefore, for example, even though the steering reaction force should be increased as information to the driver, the steering reaction force originally required by the overheat protection function of the steering motor cannot be secured. I am concerned.
本発明の目的は、転舵モータの電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる操舵制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steering control device capable of ensuring a steering reaction force as information for a driver even when the current of a steering motor is limited.
上記目的を達成し得る操舵制御装置は、転舵シャフトとの間の動力伝達が分離されたステアリングホイールに付与される操舵反力の発生源である反力モータを操舵状態に応じて演算される指令値に基づき制御する操舵制御装置である。操舵制御装置は、前記転舵シャフトに付与される転舵力の発生源である転舵モータの電流値に基づき前記転舵シャフトに作用する第1の軸力を演算する第1の演算部と、前記転舵モータの電流値とは異なる他の車両状態変数に基づき前記転舵シャフトに作用する第2の軸力を演算する第2の演算部と、前記第1の軸力および前記第2の軸力に基づき前記指令値に反映させる最終的な軸力である第3の軸力を演算する第3の演算部と、を備えている。前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の反映度合いを減少させる一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の反映度合いを増加させる。 The steering control device capable of achieving the above object calculates the reaction force motor, which is the source of the steering reaction force applied to the steering wheel separated from the steering shaft, according to the steering state. It is a steering control device that controls based on the command value. The steering control device includes a first calculation unit that calculates a first axial force acting on the steering shaft based on a current value of a steering motor that is a source of a steering force applied to the steering shaft. , The second calculation unit that calculates the second axial force acting on the steering shaft based on other vehicle state variables different from the current value of the steering motor, the first axial force, and the second. It is provided with a third calculation unit for calculating a third axial force, which is the final axial force to be reflected in the command value based on the axial force of the above. The third calculation unit reduces the degree of reflection of the first axial force on the third axial force when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited occurs, while the third calculation unit reduces the degree of reflection of the first axial force on the third axial force. The degree of reflection of the second axial force on the axial force of is increased.
転舵モータの電流が制限されるとき、この転舵モータの電流値に基づき演算される第1の軸力、ひいては第1の軸力が反映される第3の軸力も制限されるおそれがある。このため、本来必要とされる操舵波力が確保できないことが懸念される。この点、上記の操舵制御装置によれば、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、第3の軸力に対する第1の軸力の反映度合いが減少する一方、第3の軸力に対する第2の軸力の反映度合いが増加する。すなわち、第3の軸力においては第2の軸力がより支配的な状態となる。第2の軸力は、転舵モータの電流制限の影響を受けにくくなる。このため、転舵モータの電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。 When the current of the steering motor is limited, the first axial force calculated based on the current value of the steering motor, and thus the third axial force reflecting the first axial force may also be limited. .. Therefore, there is a concern that the steering wave force originally required cannot be secured. In this regard, according to the above-mentioned steering control device, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the degree of reflection of the first axial force on the third axial force decreases, while the third The degree of reflection of the second axial force on the axial force of is increased. That is, in the third axial force, the second axial force becomes more dominant. The second axial force is less susceptible to the current limitation of the steering motor. Therefore, even when the current of the steering motor is limited, it is possible to secure the steering reaction force as information for the driver.
上記の操舵制御装置において、前記第3の演算部は、前記第1の軸力および前記第2の軸力に対して車両挙動、操舵状態または路面状態に応じて個別に設定される分配比率を乗算した値を合算することにより前記第3の軸力を演算するものであってもよい。この場合、前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の分配比率を減少させる一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の分配比率を増加させるようにしてもよい。 In the steering control device, the third calculation unit sets a distribution ratio individually set for the first axial force and the second axial force according to the vehicle behavior, the steering state, or the road surface condition. The third axial force may be calculated by adding up the multiplied values. In this case, the third arithmetic unit reduces the distribution ratio of the first axial force to the third axial force when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited. The distribution ratio of the second axial force to the third axial force may be increased.
この構成によれば、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、第3の軸力に対する第1の軸力の分配比率を減少させることにより、第3の軸力に対する第1の軸力の反映度合いを減少させることができる。また、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、第3の軸力に対する第2の軸力の分配比率を増加させることにより、第3の軸力に対する第2の軸力の反映度合いを増加させることができる。さらに、第1の軸力の分配比率および第2の軸力の分配比率を増減させることにより、第1の軸力と第2の軸力とを段階的に切り替えることも可能となる。したがって、たとえば転舵モータの電流を制限すべき特定の状況の度合いに応じて運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を段階的に確保することが可能となる。 According to this configuration, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the distribution ratio of the first axial force to the third axial force is reduced, so that the third axial force is second to the third axial force. The degree of reflection of the axial force of 1 can be reduced. Further, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the second axial force with respect to the third axial force is increased by increasing the distribution ratio of the second axial force to the third axial force. The degree of reflection can be increased. Further, by increasing or decreasing the distribution ratio of the first axial force and the distribution ratio of the second axial force, it is possible to switch between the first axial force and the second axial force step by step. Therefore, for example, it is possible to gradually secure the steering reaction force as information for the driver according to the degree of a specific situation in which the current of the steering motor should be limited.
上記の操舵制御装置において、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の分配比率をより減少させる一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の分配比率をより増加させる観点に基づき、前記第1の軸力および前記第2の軸力に対する電流制限時用の分配比率を個別に演算する第4の演算部を有していてもよい。このことを前提として、前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第4の演算部により演算される電流制限時用の分配比率を使用して前記第3の軸力を演算するようにしてもよい。 In the steering control device, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the distribution ratio of the first axial force to the third axial force is further reduced, while the third. Based on the viewpoint of further increasing the distribution ratio of the second axial force to the axial force of the first axial force, the fourth axial force for individually calculating the distribution ratio for the current limitation to the first axial force and the second axial force. It may have a calculation unit. On the premise of this, the third calculation unit determines the distribution ratio for the current limitation calculated by the fourth calculation unit when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited occurs. It may be used to calculate the third axial force.
この構成によれば、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、第4の演算部により演算される電流制限時用の分配比率を使用して第3の軸力を演算することにより、第3の軸力に対する第1の軸力の分配比率をより減少させる一方、第3の軸力に対する第2の軸力の分配比率をより増加させることができる。 According to this configuration, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the third axial force is calculated using the distribution ratio for current limitation calculated by the fourth calculation unit. By doing so, the distribution ratio of the first axial force to the third axial force can be further reduced, while the distribution ratio of the second axial force to the third axial force can be further increased.
上記の操舵制御装置において、前記第4の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の分配比率を0%に設定する一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の分配比率を100%に設定するようにしてもよい。 In the steering control device, the fourth calculation unit determines the distribution ratio of the first axial force to the third axial force when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited occurs. While setting it to 0%, the distribution ratio of the second axial force to the third axial force may be set to 100%.
この構成によれば、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータの電流値に基づき演算される第1の軸力は使用されず、転舵モータの電流値以外の他の車両状態変数に基づき演算される第2の軸力が第3の軸力として演算される。このため、転舵モータの電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力をより適切に確保することができる。 According to this configuration, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the first axial force calculated based on the current value of the steering motor is not used, and the current value of the steering motor is not used. The second axial force calculated based on other vehicle state variables other than the above is calculated as the third axial force. Therefore, even when the current of the steering motor is limited, it is possible to more appropriately secure the steering reaction force as information for the driver.
上記の操舵制御装置において、前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生していないときには前記第1の軸力をそのまま前記第3の軸力として演算する一方、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したときには前記第2の軸力をそのまま前記第3の軸力として演算するようにしてもよい。 In the steering control device, the third calculation unit calculates the first axial force as it is as the third axial force when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited does not occur. On the other hand, when a specific situation that should limit the current of the steering motor occurs, the second axial force may be calculated as it is as the third axial force.
この構成によれば、転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータの電流値に基づき演算される第1の軸力は使用されず、転舵モータの電流値以外の他の車両状態変数に基づき演算される第2の軸力が第3の軸力として演算される。このため、転舵モータの電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。 According to this configuration, when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the first axial force calculated based on the current value of the steering motor is not used, and the current value of the steering motor is not used. The second axial force calculated based on other vehicle state variables other than the above is calculated as the third axial force. Therefore, even when the current of the steering motor is limited, it is possible to secure the steering reaction force as information for the driver.
上記の操舵制御装置において、前記転舵モータを操舵状態に応じて制御する転舵制御部を含んでいてもよい。この場合、前記転舵制御部は、定められた判定条件が成立するかどうかに基づき前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生しているかどうかを示すフラグの値をセットするようにしてもよい。また、前記第3の演算部は、前記転舵制御部によりセットされるフラグの値に基づき前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したことを認識するようにしてもよい。 The steering control device may include a steering control unit that controls the steering motor according to the steering state. In this case, the steering control unit sets a value of a flag indicating whether or not a specific situation has occurred in which the current of the steering motor should be limited based on whether or not the predetermined determination condition is satisfied. You may do it. Further, the third calculation unit may recognize that a specific situation has occurred in which the current of the steering motor should be limited based on the value of the flag set by the steering control unit.
この構成によれば、第3の演算部が、定められた判定条件が成立するかどうかに基づき転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生しているかどうかを判定する必要がない。このため、第3の演算部の演算負荷を軽減することが可能である。 According to this configuration, it is not necessary for the third arithmetic unit to determine whether or not a specific situation has occurred in which the current of the steering motor should be limited based on whether or not the predetermined determination condition is satisfied. Therefore, it is possible to reduce the calculation load of the third calculation unit.
本発明の操舵制御装置によれば、転舵モータの電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。 According to the steering control device of the present invention, even when the current of the steering motor is limited, it is possible to secure the steering reaction force as information for the driver.
<第1の実施の形態>
以下、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第1の実施の形態を説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which the steering control device is embodied as a steer-by-wire type steering device will be described.
図1に示すように、車両の操舵装置10は、ステアリングホイール11に連結されたステアリングシャフト12を有している。また、操舵装置10は、車幅方向(図1中の左右方向)に沿って延びる転舵シャフト14を有している。転舵シャフト14の両端には、それぞれタイロッド15,15を介して左右の転舵輪16,16が連結されている。転舵シャフト14が直線運動することにより、転舵輪16,16の転舵角θwが変更される。ステアリングシャフト12および転舵シャフト14は車両の操舵機構を構成する。
As shown in FIG. 1, the
また、操舵装置10は、操舵反力を生成するための構成として、反力モータ31、減速機構32、回転角センサ33、およびトルクセンサ34を有している。ちなみに、操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用する力をいう。操舵反力をステアリングホイール11に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。
Further, the
反力モータ31は、操舵反力の発生源である。反力モータ31としてはたとえば三相のブラシレスモータが採用される。反力モータ31の回転軸は、減速機構32を介してステアリングシャフト12に連結されている。反力モータ31のトルクは、操舵反力としてステアリングシャフト12に付与される。
The
回転角センサ33は反力モータ31に設けられている。回転角センサ33は、反力モータ31の回転角θaを検出する。反力モータ31の回転角θaは、操舵角θsの演算に使用される。反力モータ31とステアリングシャフト12とは減速機構32を介して連動する。このため、反力モータ31の回転角θaとステアリングシャフト12の回転角、ひいてはステアリングホイール11の回転角である操舵角θsとの間には相関がある。したがって、反力モータ31の回転角θaに基づき操舵角θsを求めることができる。
The
トルクセンサ34は、ステアリングホイール11の回転操作を通じてステアリングシャフト12に加わるトルクである操舵トルクThを検出する。トルクセンサ34は、ステアリングシャフト12の途中に設けられるトーションバーの捻じれ量に基づきステアリングシャフト12に印加される操舵トルクThを検出する。トルクセンサ34は、ステアリングシャフト12における減速機構32よりもステアリングホイール11側の部分に設けられている。
The torque sensor 34 detects the steering torque Th , which is the torque applied to the steering
また、操舵装置10は、転舵輪16,16を転舵させるための動力である転舵力を生成するための構成として、転舵モータ41、減速機構42、および回転角センサ43を有している。
Further, the
転舵モータ41は転舵力の発生源である。転舵モータ41としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。転舵モータ41の回転軸は、減速機構42を介してピニオンシャフト44に連結されている。ピニオンシャフト44のピニオン歯44aは、転舵シャフト14のラック歯14bに噛み合わされている。転舵モータ41のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト44を介して転舵シャフト14に付与される。転舵モータ41の回転に応じて、転舵シャフト14は図1中の左右方向である車幅方向に沿って移動する。
The
回転角センサ43は転舵モータ41に設けられている。回転角センサ43は転舵モータ41の回転角θbを検出する。
ちなみに、操舵装置10は、ピニオンシャフト13を有している。ピニオンシャフト13は、転舵シャフト14に対して交わるように設けられている。ピニオンシャフト13のピニオン歯13aは、転舵シャフト14のラック歯14aに噛み合わされている。ピニオンシャフト13を設ける理由は、ピニオンシャフト44と共に転舵シャフト14を図示しないハウジングの内部に支持するためである。すなわち、操舵装置10に設けられる図示しない支持機構によって、転舵シャフト14は、その軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、ピニオンシャフト13,44へ向けて押圧される。これにより、転舵シャフト14はハウジングの内部に支持される。ただし、ピニオンシャフト13を使用せずに転舵シャフト14をハウジングに支持する他の支持機構を設けてもよい。
The
Incidentally, the
また、操舵装置10は、制御装置50を有している。制御装置50は、車載される各種のセンサの検出結果に基づき反力モータ31、および転舵モータ41を制御する。センサとしては、前述した回転角センサ33、トルクセンサ34および回転角センサ43に加えて、車速センサ501がある。車速センサ501は、車両の走行速度である車速Vを検出する。
Further, the
制御装置50は、反力モータ31の制御を通じて操舵トルクThに応じた操舵反力を発生させる反力制御を実行する。制御装置50は操舵トルクThおよび車速Vに基づき目標操舵反力を演算し、この演算される目標操舵反力に基づき操舵反力指令値を演算する。制御装置50は、操舵反力指令値に応じた操舵反力を発生させるために必要とされる電流を反力モータ31へ供給する。
The
制御装置50は、転舵モータ41の制御を通じて転舵輪16,16を操舵状態に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置50は、回転角センサ43を通じて検出される転舵モータ41の回転角θbに基づきピニオンシャフト44の実際の回転角であるピニオン角θpを演算する。このピニオン角θpは、転舵輪16,16の転舵角θwを反映する値である。また、制御装置50は、回転角センサ33を通じて検出される反力モータ31の回転角θaに基づき操舵角θsを演算し、この演算される操舵角θsに基づきピニオン角θpの目標値である目標ピニオン角を演算する。そして制御装置50は、目標ピニオン角と実際のピニオン角θpとの偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ41に対する給電を制御する。
The
つぎに、制御装置50について詳細に説明する。
図2に示すように、制御装置50は、反力制御を実行する反力制御部50a、および転舵制御を実行する転舵制御部50bを有している。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
反力制御部50aは、操舵角演算部51、操舵反力指令値演算部52、および通電制御部53を有している。
操舵角演算部51は、回転角センサ33を通じて検出される反力モータ31の回転角θaに基づきステアリングホイール11の操舵角θsを演算する。
The reaction force control unit 50a has a steering
The steering
操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクThおよび車速Vに基づき操舵反力指令値T*を演算する。操舵反力指令値演算部52は、操舵トルクThの絶対値が大きいほど、また車速Vが遅いほど、より大きな絶対値の操舵反力指令値T*を演算する。操舵反力指令値演算部52については、後に詳述する。
The steering reaction force command
通電制御部53は、操舵反力指令値T*に応じた電力を反力モータ31へ供給する。具体的には、通電制御部53は、操舵反力指令値T*に基づき反力モータ31に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部53は、反力モータ31に対する給電経路に設けられた電流センサ54を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Iaの値を検出する。この電流Iaの値は、反力モータ31に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部53は、電流指令値と実際の電流Iaの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように反力モータ31に対する給電を制御する。これにより、反力モータ31は操舵反力指令値T*に応じたトルクを発生する。運転者に対して路面反力に応じた適度な手応え感を与えることが可能である。
The
転舵制御部50bは、ピニオン角演算部61、目標ピニオン角演算部62、ピニオン角フィードバック制御部63、制限制御部64、および通電制御部65を有している。
ピニオン角演算部61は、回転角センサ43を通じて検出される転舵モータ41の回転角θbに基づきピニオンシャフト44の実際の回転角であるピニオン角θpを演算する。転舵モータ41とピニオンシャフト44とは減速機構42を介して連動する。このため、転舵モータ41の回転角θbとピニオン角θpとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ41の回転角θbからピニオン角θpを求めることができる。また、ピニオンシャフト44は、転舵シャフト14に噛合されている。このため、ピニオン角θpと転舵シャフト14の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θpは、転舵輪16,16の転舵角θwを反映する値である。
The
The pinion
目標ピニオン角演算部62は、操舵角演算部51により演算される操舵角θsおよび車速センサ501を通じて検出される車速Vに基づき目標ピニオン角θp
*を演算する。目標ピニオン角演算部62は、たとえば車速Vに応じて操舵角θsに対する転舵角θwの比である舵角比を設定し、この設定される舵角比に応じて目標ピニオン角θp
*を演算する。目標ピニオン角演算部62は、車速Vが遅くなるほど操舵角θsに対する転舵角θwがより大きくなるように、また車速Vが速くなるほど操舵角θsに対する転舵角θwがより小さくなるように、目標ピニオン角θp
*を演算する。
The target pinion
ちなみに、製品仕様などによっては、目標ピニオン角演算部62は目標ピニオン角θp
*を操舵角θsと同じ値に設定するようにしてもよい。この場合、操舵角θsと転舵角θwとの比である舵角比は「1:1」となる。
Incidentally, depending on the product specifications and the like, the target pinion
ピニオン角フィードバック制御部63は、目標ピニオン角演算部62により演算される目標ピニオン角θp
*、およびピニオン角演算部61により演算される実際のピニオン角θpを取り込む。ピニオン角フィードバック制御部63は、実際のピニオン角θpを目標ピニオン角θp
*に追従させるべくピニオン角θpのフィードバック制御を通じてピニオン角指令値Tp
*を演算する。
The pinion angle
制限制御部64は、たとえば転舵モータ41の発熱状態に応じて、転舵モータ41へ供給する電流量を制限するための制限値Ilimを演算する。制限値Ilimは、転舵モータ41を過熱から保護する観点に基づき、転舵モータ41へ供給する電流量の上限値として設定される。制限制御部64は、転舵モータ41に対する給電経路の近傍に設けられた温度センサ62aを通じて検出される転舵モータ41の温度Tmと温度しきい値との比較結果に基づき制限値Ilimを演算する。
The
制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えないとき、転舵モータ41が過熱することなしに印加できる最大の電流値を基準として、通電制御部65が転舵モータ41へ供給しようとする電流を制限しない程度の大きな絶対値を有する制限値Ilimを演算する。これに対し、制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えるとき、転舵モータ41が過熱することなしに印加できる最大の電流値よりも小さい絶対値を有する制限値Ilimを演算する。制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが高いときほどより小さい絶対値を有する制限値Ilimを演算する。
In the limiting
ちなみに、制限値Ilimは固定された値である固定値であってもよい。固定値である制限値Ilimは、制御装置50の記憶装置に格納される。この構成を採用する場合、制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えるとき、転舵モータ41の温度Tmにかかわらず転舵モータ41の電流量に対する制限値Ilimとして固定値である制限値Ilimを設定するようにしてもよい。また、制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えないとき、転舵モータ41の電流量に対する制限値Ilimを設定しないようにしてもよい。
Incidentally, the limit value Ilim may be a fixed value which is a fixed value. The limit value Ilim , which is a fixed value, is stored in the storage device of the
制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えているかどうか、すなわち転舵モータ41の電流量を制限すべき状況であるかどうかに基づきフラグFの値をセットする。制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えているとき、すなわち転舵モータ41の電流量を制限すべき状況であるとき、フラグFの値を「1」にセットする。制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmが温度しきい値を超えていないとき、すなわち転舵モータ41の電流量を制限すべき状況ではないとき、フラグFの値を「0」にセットする。
The
通電制御部65は、ピニオン角指令値Tp
*に応じた電力を転舵モータ41へ供給する。具体的には、通電制御部65は、ピニオン角指令値Tp
*に基づき転舵モータ41に対する電流指令値を演算する。また、通電制御部65は、転舵モータ41に対する給電経路に設けられた電流センサ66を通じて、当該給電経路に生じる実際の電流Ibの値を検出する。この電流Ibの値は、転舵モータ41に供給される実際の電流の値である。そして通電制御部65は、電流指令値と実際の電流Ibの値との偏差を求め、当該偏差を無くすように転舵モータ41に対する給電を制御する(電流Ibのフィードバック制御)。これにより、転舵モータ41はピニオン角指令値Tp
*に応じた角度だけ回転する。
The
通電制御部65は、制限制御部64によって制限値Ilimが演算される場合、転舵モータ41へ供給する電流量を制限値Ilimに応じて制限する。通電制御部65は、転舵モータ41へ供給しようとしている電流の絶対値と制限値Ilimとを比較する。通電制御部65は、転舵モータ41へ供給しようとしている電流の絶対値が制限値Ilimよりも大きいとき、転舵モータ41へ供給する電流の絶対値を制限値Ilimに制限する。これにより、転舵モータ41が発生するトルクは制限値Ilimに応じたトルクに制限される。これに対し、通電制御部65は、転舵モータ41へ供給しようとしている電流の絶対値が制限値Ilim以下であるとき、電流Ibのフィードバック制御を通じて演算される本来の電流をそのまま転舵モータ41へ供給する。転舵モータ41が発生するトルクは制限されない。
When the limit value Ilim is calculated by the
つぎに、操舵反力指令値演算部52について詳細に説明する。
図3に示すように、操舵反力指令値演算部52は、目標操舵反力演算部71、軸力演算部72、および減算器73を有している。
Next, the steering reaction force command
As shown in FIG. 3, the steering reaction force command
目標操舵反力演算部71は、操舵トルクThおよび車速Vに基づき目標操舵反力T1*を演算する。目標操舵反力T1*は、反力モータ31を通じて発生させるべきステアリングホイール11の操作方向と反対方向へ向けて作用するトルクの目標値である。目標操舵反力演算部71は、操舵トルクThの絶対値が大きいほど、また車速Vが遅いほど、より大きな絶対値の目標操舵反力T1*を演算する。
The target steering reaction
軸力演算部72は、ピニオン角θp、転舵モータ41の電流Ibの値、および車速Vに基づき転舵シャフト14に作用する軸力を演算し、この演算される軸力をステアリングホイール11あるいはステアリングシャフト12に対するトルクに換算することによりトルク換算値T2*を演算する。軸力演算部72については、後に詳述する。
The axial
減算器73は、目標操舵反力演算部71により演算される目標操舵反力T1*から軸力演算部72により演算されるトルク換算値T2*を減算することにより、操舵反力指令値T*を演算する。
The
つぎに、軸力演算部72について詳細に説明する。
図3に示すように、軸力演算部72は、角度軸力演算部81A、電流軸力演算部81B、軸力配分演算部81C、および換算器81Dを有している。
Next, the axial
As shown in FIG. 3, the axial
角度軸力演算部81Aは、ピニオン角θpに基づき、転舵シャフト14に作用する軸力の理想値である角度軸力AF1を演算する。角度軸力演算部81Aは、たとえば制御装置50の記憶装置に格納された角度軸力マップを使用して角度軸力AF1を演算する。角度軸力マップは、横軸をピニオン角θp、縦軸を角度軸力AF1とするマップであって、ピニオン角θpと角度軸力AF1との関係を車速Vに応じて規定する。角度軸力マップは、つぎの特性を有する。すなわち、角度軸力AF1は、ピニオン角θpの絶対値が増大するほど、また車速Vが遅いほど、より大きな絶対値に設定される。ピニオン角θpの絶対値の増加に対して、角度軸力AF1の絶対値は線形的に増加する。角度軸力AF1は、ピニオン角θpの符号と同符号に設定される。角度軸力AF1は、路面状態あるいは転舵シャフト14に作用する力が反映されない軸力である。
The angle axial
電流軸力演算部81Bは、転舵モータ41の電流Ibの値に基づき、転舵シャフト14に作用する電流軸力AF2を演算する。ここで、転舵モータ41の電流Ibの値は、路面摩擦抵抗などの路面状態に応じた外乱が転舵輪16,16に作用することに起因して目標ピニオン角θp
*と実際のピニオン角θpとの間に発生する差によって変化する。すなわち、転舵モータ41の電流Ibの値には、転舵輪16,16に作用する実際の路面状態が反映される。このため、転舵モータ41の電流Ibの値に基づき路面状態の影響を反映した軸力を演算することが可能である。電流軸力AF2は、たとえば車速Vに応じた係数であるゲインを転舵モータ41の電流Ibの値に乗算することにより求められる。電流軸力AF2は、路面状態あるいは転舵輪16,16を介して転舵シャフト14に作用する力が反映される軸力である。
The current axial
軸力配分演算部81Cは、各種の車両状態変数に応じて、角度軸力AF1に対する分配比率および電流軸力AF2に対する分配比率を個別に設定する。車両状態変数は、車両挙動、操舵状態、あるいは路面状態を含む車両の状態が反映される変数であって、たとえばヨーレート、横加速度、操舵角θs、ピニオン角θp、車速V、操舵速度、およびピニオン角速度などが挙げられる。操舵速度は、操舵角θsを微分することにより得られる。ピニオン角速度は、ピニオン角θpを微分することにより得られる。
The axial force
軸力配分演算部81Cは、角度軸力AF1および電流軸力AF2に対してそれぞれ個別に設定される分配比率を乗算した値を合算することにより、操舵反力指令値T*に反映させる最終的な軸力である最終軸力AF3を演算する。最終軸力AF3は、次式(1)で表される。
The axial force
AF3=AF1・DR1+AF2・DR2 …(1)
ただし、「DR1」は角度軸力AF1に対する分配比率、「DR2」は電流軸力AF2に対する分配比率である。分配比率DR1は、角度軸力AF1を最終軸力AF3に反映させる度合いを示す。分配比率DR2は、電流軸力AF2を最終軸力AF3に反映させる度合いを示す。
AF 3 = AF 1・ DR 1 + AF 2・ DR 2 … (1)
However, "DR 1 " is the distribution ratio to the angle axial force AF 1 , and "DR 2 " is the distribution ratio to the current axial force AF 2 . The distribution ratio DR 1 indicates the degree to which the angular axial force AF 1 is reflected in the final axial force AF 3 . The distribution ratio DR 2 indicates the degree to which the current axial force AF 2 is reflected in the final axial force AF 3 .
軸力配分演算部81Cは、車両の走行状態あるいは操舵状態が反映される各種の車両状態変数に基づき2つの分配比率DR1,DR2の値をそれぞれ設定する。また、軸力配分演算部81Cは、製品仕様などに基づき、2つの分配比率DR1,DR2の値を「0(0%)」~「1(100%)」の範囲において、たとえば「0.1」刻みで設定することが可能である。ただし、軸力配分演算部81Cは、2つの分配比率DR1,DR2の値の合計が「1」となるように、2つの分配比率DR1,DR2の値をそれぞれ設定する。
The axial force
換算器81Dは、軸力配分演算部81Cにより演算される最終軸力AF3をステアリングホイール11に対するトルクに換算することによりトルク換算値T2*を演算する。
このように構成した操舵装置10によれば、軸力演算部72により演算される最終軸力AF3をトルクに換算したトルク換算値T2*が操舵反力指令値T*に反映されることによって、車両挙動あるいは路面状態に応じた操舵反力をステアリングホイール11に付与することが可能となる。このため、運転者は、ステアリングホイール11を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動あるいは路面状態を把握することが可能となる。
The
According to the
ところが、操舵装置10においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、転舵モータ41の過熱保護機能の実行を通じて転舵モータ41の電流量が制限される場合、その電流量が制限されることに起因して電流軸力AF2、ひいては転舵モータ41が発生するトルクが減少するおそれがある。このため、たとえば運転者に対するインフォメーションとして操舵反力をより増大させるべき状況であるにもかかわらず、本来必要とされる操舵反力を確保できないことが懸念される。
However, in the
そこで、軸力演算部72としてつぎの構成を採用している。
図3に示すように、軸力演算部72は、分配比率演算部81Eを有している。分配比率演算部81Eは、制限制御部64によりセットされるフラグFの値を取り込む。分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、転舵モータ41の電流制限時用の分配比率DR1,DR2の値を設定する。この電流制限時用の分配比率DR1,DR2は、軸力配分演算部81Cにより演算される分配比率DR1,DR2に優先して使用される。
Therefore, the following configuration is adopted as the axial
As shown in FIG. 3, the axial
分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、すなわち転舵モータ41の電流量を制限すべき状況であるとき、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の分配比率DR1の値を「1(100%)」に設定する一方、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の分配比率DR2の値を「0(0%)」に設定する。また、分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「0」であるとき、すなわち転舵モータ41の電流量を制限すべき状況ではないとき、電流制限時用の分配比率DR1,DR2を設定しない。
The distribution
軸力配分演算部81Cは、分配比率演算部81Eにより電流制限時用の分配比率DR1,DR2が設定されるとき、これら設定される分配比率DR1,DR2を自己が演算する分配比率DR1,DR2に優先して使用する。ここでは、角度軸力AF1の電流制限時用の分配比率DR1の値は「1(100%)」に設定される一方、電流軸力AF2の電流制限時用の分配比率DR2の値は「0(0%)」に設定される。このため、先の式(1)からも分かるように、最終軸力AF3の値は、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1の値と同じ値になる。すなわち、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1がそのまま最終軸力AF3として反力モータ31の制御に使用される。
When the distribution ratios DR 1 and DR 2 for current limitation are set by the distribution
ちなみに、製品仕様などによっては、分配比率演算部81Eの機能を軸力配分演算部81Cに持たせるようにしてもよい。この場合、軸力演算部72として分配比率演算部81Eを割愛した構成を採用することが可能となる。軸力配分演算部81Cは、制限制御部64によりセットされるフラグFの値を取り込む。軸力配分演算部81Cは、フラグFの値が「1」であるとき、転舵モータ41の電流制限時用の分配比率DR1,DR2の値を設定する。この電流制限時用の分配比率DR1,DR2は、車両挙動、操舵状態、あるいは路面状態が反映される各種の車両状態変数に応じて演算される分配比率DR1,DR2に優先して使用される。
Incidentally, depending on the product specifications and the like, the axial force
つぎに、第1の実施の形態の作用を説明する。
転舵モータ41の電流が制限されない通常時、制御装置50は、角度軸力AF1と電流軸力AF2とを車両挙動、操舵状態あるいは路面状態に応じて設定される分配比率で合算することにより最終軸力AF3を演算し、この演算される最終軸力AF3を使用して反力モータ31を制御する。角度軸力AF1はピニオン角θpに基づく理想的な軸力であって路面状態が反映されない軸力である。電流軸力AF2は転舵モータ41の電流Ibの値に基づく軸力であって路面状態が反映される軸力である。このため、反力モータ31は車両挙動、操舵状態あるいは路面状態に応じた操舵反力を発生する。したがって、運転者はステアリングホイール11を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動、操舵状態あるいは路面状態を把握することが可能となる。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
In normal times, when the current of the
つぎに、転舵モータ41の過熱保護の観点に基づき転舵モータ41の電流が制限されるとき、制御装置50は、制限制御部64により設定される制限値Ilimを使用して転舵モータ41へ供給する電流量を制限する。転舵モータ41の電流Ibの値が少なくとも制限値Ilimに制限されることによって、転舵モータ41の温度上昇が抑えられるとともに、転舵モータ41の電流Ibが減少することに伴い転舵モータ41の温度が徐々に低下し、やがて温度しきい値以下の温度に至る。これにより、転舵モータ41は過熱から保護される。
Next, when the current of the
また、転舵モータ41の過熱保護の観点に基づき転舵モータ41の電流が制限されるとき、制御装置50は、角度軸力AF1と電流軸力AF2とのうち、転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けない角度軸力AF1のみを操舵反力指令値T*に反映させる。具体的には、制御装置50は、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の分配比率DR1を「1(100%)」に設定する一方、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の分配比率DR2を「0(0%)」に設定する。転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受ける電流軸力AF2が操舵反力指令値T*に反映されないので、反力モータ31が発生するトルクも転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けることはない。このため、転舵モータ41の電流Ibが制限されることに伴いステアリングホイール11に付与される操舵反力が制限されることもない。
Further, when the current of the
転舵モータ41の電流Ibが制限されている場合であれ、角度軸力AF1と電流軸力AF2とのうちピニオン角θpに応じた角度軸力AF1のみが操舵反力指令値T*に反映されることによって、ピニオン角θpに応じた操舵反力がステアリングホイール11に付与される。たとえば、角度軸力AF1はピニオン角θpの絶対値が増大するほどより大きな絶対値に設定される。このため、たとえばステアリングホイール11がより大きく操舵される場合のように運転者に対するインフォメーションとして操舵反力をより増大させるべき状況において、運転者に対するインフォメーションとしてピニオン角θpに応じた適切な操舵反力がステアリングホイール11に付与される。
Even when the current I b of the
したがって、第1の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータ41の電流Ibに基づき演算される電流軸力AF2は使用されず、転舵モータ41の電流制限の影響を受けない角度軸力AF1が操舵反力指令値T*に反映させる最終的な軸力である最終軸力AF3として演算される。このため、転舵モータ41の電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。また、転舵モータ41の電流Ibが制限されないシステムの通常動作時の操舵感触と、転舵モータ41の電流Ibが制限されるシステムの保護動作時の操舵感触とを両立して実現することができる。
Therefore, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When a specific situation occurs in which the current I b of the
(2)分配比率演算部81Eは、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の分配比率を0%に設定する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の分配比率を100%に設定する。このため、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、分配比率演算部81Eにより演算される電流制限時用の分配比率DR1,DR2を使用して最終軸力AF3が演算されることにより、転舵モータ41の電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
(2) The distribution
<第2の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1および図2に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、軸力演算部72の構成の点で第1の実施の形態と異なる。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 above. This embodiment is different from the first embodiment in that the axial
図4に示すように、軸力演算部72は、角度軸力演算部81A、電流軸力演算部81B、換算器81Dおよびスイッチ81Fを有している。
スイッチ81Fは、データ入力として、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1、および電流軸力演算部81Bにより演算される電流軸力AF2を取り込む。また、スイッチ81Fは、制御入力として、制限制御部64によりセットされるフラグFの値を取り込む。スイッチ81Fは、フラグFの値に基づき、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1、および電流軸力演算部81Bにより演算される電流軸力AF2のうちいずれか一方を、反力モータ31の制御に使用される最終的な軸力である最終軸力AF3として選択する。
As shown in FIG. 4, the axial
The
スイッチ81Fは、フラグFの値が「0」であるとき、電流軸力演算部81Bにより演算される電流軸力AF2を最終軸力AF3として選択する。スイッチ81Fは、フラグFの値が「1」であるとき、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1を最終軸力AF3として選択する。
When the value of the flag F is "0", the
つぎに、第2の実施の形態の作用を説明する。
転舵モータ41の電流が制限されない通常時、制御装置50は、角度軸力AF1と電流軸力AF2とのうち、転舵モータ41の電流Ibに基づく電流軸力AF2を最終軸力AF3として選択し、この選択される最終軸力AF3を使用して反力モータ31を制御する。電流軸力AF2は転舵モータ41の電流Ibに基づく軸力であって路面状態が反映される軸力である。このため、反力モータ31は車両挙動あるいは路面状態に応じた操舵反力を発生する。したがって、運転者はステアリングホイール11を介した操舵反力を手応えとして感じることにより車両挙動あるいは路面状態を把握することが可能となる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
In the normal state where the current of the
また、転舵モータ41の過熱保護の観点に基づき転舵モータ41の電流が制限されるとき、制御装置50は、角度軸力AF1と電流軸力AF2とのうち、転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けない角度軸力AF1を最終軸力AF3として選択する。転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受ける電流軸力AF2が操舵反力指令値T*に反映されないので、反力モータ31が発生するトルクも転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けない。このため、転舵モータ41の電流Ibが制限されることに伴いステアリングホイール11に付与される操舵反力が制限されることもない。転舵モータ41の電流Ibが制限されている場合であれ、ピニオン角θpに応じた適切な操舵反力が運転者に対するインフォメーションとしてステアリングホイール11に付与される。
Further, when the current of the
したがって、第2の実施の形態によれば、先の第1の実施の形態の(1)と同様の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
(3)転舵モータ41の電流Ibが制限される際、スイッチ81Fを切り替えるだけで操舵反力指令値T*に反映される軸力を電流軸力AF2から角度軸力AF1へ切り替えることができる。このため、制御装置50の演算負荷を軽減することが可能である。
Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the same effects as in (1) of the first embodiment.
(3) When the current I b of the
<第3の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1~図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。なお、本実施の形態は、第2の実施の形態に適用してもよい。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above. The present embodiment may be applied to the second embodiment.
第1の実施の形態では、転舵モータ41の電流を制限すべき状況として、転舵モータ41が過熱状態に近づいた状況を一例として挙げたが、車両の電源電圧が低下した状況を含んでいてもよい。
In the first embodiment, as a situation in which the current of the
制限制御部64は、たとえば先の図2に二点鎖線で示される電圧センサ502を通じて検出されるバッテリなどの直流電源の電圧Vbに応じて転舵モータ41へ供給する電流量を制限するための制限値Ilimを演算する。制限値Ilimは、直流電源の電圧Vbの低下を抑制する観点に基づき、転舵モータ41へ供給する電流量の上限値として設定される。制限制御部64は、電圧センサ502を通じて検出される直流電源の電圧Vbが電圧しきい値以下であるとき、その時々の電圧の値に応じて制限値Ilimを演算する。電圧しきい値は、転舵モータ41の動作が保証される動作保証電圧範囲の下限値を基準として設定される。
The limiting
また、制限制御部64は、直流電源の電圧Vbが電圧しきい値以下であるかどうか、すなわち直流電源の電圧Vbが低下しているかどうかに基づきフラグFの値をセットする。制限制御部64は、直流電源の電圧Vbが電圧しきい値以下であるとき、すなわち直流電源の電圧Vbが低下しているとき、フラグFの値を「1」にセットする。制限制御部64は、直流電源の電圧Vbが電圧しきい値以下ではないとき、すなわち直流電源の電圧Vbが低下していないとき、フラグFの値を「0」にセットする。
Further, the limiting
したがって、第3の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(4)車両の電源電圧が低下したとき、転舵モータ41へ供給される電流Ibを制限することにより、電源電圧のさらなる低下を抑制することができる。また、車両の電源電圧の低下に起因して転舵モータ41の電流Ibが制限される場合であれ、転舵モータ41の電流制限の影響を受けない角度軸力AF1を使用して転舵モータ41の駆動を制御することによって、運転者に対するインフォメーションとして適切な操舵反力を付与することが可能である。
Therefore, according to the third embodiment, the following effects can be obtained.
(4) When the power supply voltage of the vehicle drops, by limiting the current Ib supplied to the
<第4の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第4の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1~図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above.
第1の実施の形態において、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき状況が発生したとき、分配比率演算部81Eは、角度軸力AF1の分配比率DR1を「1(100%)」に設定する一方、電流軸力AF2の分配比率DR2を「0(0%)」に設定したが、これに限らない。
In the first embodiment, when a situation occurs in which the current I b of the
たとえば、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき状況が発生したとき、つぎの関係式(2)または関係式(3)で表されるように、角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値を設定してもよい。ただし、2つの分配比率DR1:DR2はそれらの合計が「1(100%)」になるように設定される。また、2つの分配比率DR1,DR2は、製品仕様などによって適宜の値に設定される。
For example, when a situation occurs in which the current I b of the
DR1:DR2=0.8(80%):0.2(20%) …(2)
DR1:DR2=0.9(90%):0.1(10%) …(3)
このように、角度軸力AF1の分配比率DR1の値は必ずしも「1(100%)」でなくてもよい。2つの分配比率DR1,DR2は、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の反映度合いが増加する程度の値に設定すればよい。すなわち、最終軸力AF3において角度軸力AF1がより支配的な状態となればよい。
DR 1 : DR 2 = 0.8 (80%): 0.2 (20%) ... (2)
DR 1 : DR 2 = 0.9 (90%): 0.1 (10%) ... (3)
As described above, the value of the distribution ratio DR 1 of the angular axial force AF 1 does not necessarily have to be “1 (100%)”. In the two distribution ratios DR 1 and DR 2 , when a specific situation occurs in which the current Ib of the
したがって、第4の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(5)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の反映度合いが増加する。すなわち、最終軸力AF3において角度軸力AF1がより支配的な状態となるため、転舵モータ41の電流Ibが制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
(5) When a specific situation occurs in which the current Ib of the
<第5の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1~図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above.
先の第3の実施の形態と同様に、転舵モータ41の電流を制限すべき状況として複数の状況が想定される場合、それらの状況に応じて2つの分配比率DR1,DR2の値を異ならせてもよい。具体的な構成は、つぎの通りである。
Similar to the third embodiment above, when a plurality of situations are assumed as situations in which the current of the
制限制御部64は、フラグFの値をセットすることに加えて、転舵モータ41の電流を制限すべき状況ごとに固有の識別情報を生成する。
分配比率演算部81Eは、フラグFの値および識別情報を取り込む。分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、識別情報に応じて、すなわち転舵モータ41の電流を制限すべき状況に応じて、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1の分配比率DR1の値、および最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の分配比率DR2の値を設定する。このとき、転舵モータ41の電流を制限すべき状況に応じて、角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値が異なる値に設定される。ただし、2つの分配比率DR1,DR2はそれらの合計が「1(100%)」になるように設定される。また、2つの分配比率DR1,DR2は、製品仕様などによって適宜の値に設定される。
In addition to setting the value of the flag F, the
The distribution
たとえば転舵モータ41が過熱状態であるとき、つぎの関係式(4)で表されるように、角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値を設定する。
For example, when the
DR1:DR2=1(100%):0(0%) …(4)
また、直流電源の電圧Vbが低下したとき、つぎの関係式(5)または関係式(6)で表されるように、角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値を設定する。
DR 1 : DR 2 = 1 (100%): 0 (0%) ... (4)
Further, when the voltage V b of the DC power supply drops, the value of the distribution ratio DR 1 of the angular axial force AF 1 and the current axial force AF are expressed by the following relational expression (5) or (6). Set the value of the distribution ratio DR 2 of 2 .
DR1:DR2=0.8(80%):0.2(20%) …(5)
DR1:DR2=0.9(90%):0.1(10%) …(6)
したがって、第5の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
DR 1 : DR 2 = 0.8 (80%): 0.2 (20%) ... (5)
DR 1 : DR 2 = 0.9 (90%): 0.1 (10%) ... (6)
Therefore, according to the fifth embodiment, the following effects can be obtained.
(6)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき状況に応じて、2つの分配比率DR1,DR2の値が設定される。ただし、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき状況にかかわらず、最終軸力AF3において角度軸力AF1がより支配的な状態となる。このため、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき状況に応じて、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
(6) When a specific situation occurs in which the current I b of the
<第6の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第6の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1~図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。なお、本実施の形態は、第3~第5の実施の形態に適用してもよい。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above. The present embodiment may be applied to the third to fifth embodiments.
製品仕様によっては、軸力演算部72として、つぎのような構成が採用されることがある。すなわち、図5に示すように、軸力演算部72は、角度軸力演算部81A、電流軸力演算部81B、軸力配分演算部81C、換算器81Dおよび分配比率演算部81Eに加えて、横G軸力演算部81Gを有している。
Depending on the product specifications, the following configuration may be adopted as the axial
横G軸力演算部81Gは、車両に設けられる横加速度センサ503を通じて検出される横加速度LAに基づき、転舵シャフト14に作用する軸力である横G軸力AF4を演算する。横G軸力AF4は、たとえば車速Vに応じた係数であるゲインを横加速度LAに乗算することにより求められる。横加速度LAには、車両の挙動が反映されるため、横加速度LAに基づき演算される横G軸力AF4にも車両の挙動が反映される。横G軸力AF4は、横加速度LAに基づき演算されるため、転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けにくい。
The lateral G-
軸力配分演算部81Cは、角度軸力AF1、電流軸力AF2および横G軸力AF4を車両の走行状態あるいは操舵状態が反映される各種の車両状態変数に応じて設定される所定の分配比率で合算することにより、最終軸力AF3を演算する。車両状態変数としては、たとえば車速V、操舵角θsおよびピニオン角θpなどが挙げられる。この最終軸力AF3が操舵反力指令値T*に反映されることにより、車両挙動に応じたより適切な操舵反力をステアリングホイール11に付与することが可能となる。ちなみに、このときの最終軸力AF3は、次式(7)で表される。
The axial force
AF3=AF1・DR1+AF2・DR2+AF4・DR4 …(7)
ただし、「DR1」は角度軸力AF1に対する分配比率、「DR2」は電流軸力AF2に対する分配比率、「DR4」は横G軸力AF4に対する分配比率である。
AF 3 = AF 1・ DR 1 + AF 2・ DR 2 + AF 4・ DR 4 … (7)
However, "DR 1 " is the distribution ratio to the angular axial force AF 1 , "DR 2 " is the distribution ratio to the current axial force AF 2 , and "DR 4 " is the distribution ratio to the lateral G-force AF 4 .
分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、角度軸力AF1、電流軸力AF2および横G軸力AF4に対する電流制限時用の分配比率DR1,DR2,DR4の値を設定する。これら電流制限時用の分配比率DR1,DR2,DR4は、操舵反力指令値T*、ひいては操舵反力に対する転舵モータ41の電流制限の影響を抑える観点に基づき製品仕様などに応じて適宜の値に設定される。また、電流制限時用の分配比率DR1,DR2,DR4は、軸力配分演算部81Cにより設定される分配比率DR1,DR2,DR4に優先して使用される。
When the value of the flag F is "1", the distribution
分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1および横G軸力AF4のトータルとしての反映度合いが増加するように、電流制限時用の分配比率DR1,DR2,DR4の値を設定する。
When the value of the flag F is "1", the distribution
分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、たとえば電流軸力AF2の分配比率DR2の値を「0(0%)」、角度軸力AF1の分配比率DR1の値を「0.5(50%)」、横G軸力AF4の分配比率DR4の値を「0.5(50%)」に設定するようにしてもよい。また、分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、たとえば電流軸力AF2の分配比率DR2の値および角度軸力AF1の分配比率DR1の値をそれぞれ「0」に設定する一方、横G軸力AF4の分配比率DR4の値を「1」に設定するようにしてもよい。
When the value of the flag F is "1", the distribution
このようにすれば、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1および横G軸力AF4のトータルとしての反映度合いが増加する。このため、転舵モータ41の電流制限が操舵反力指令値T*、ひいては操舵反力に対して及ぼす影響が抑制される。
By doing so, the degree of reflection of the current axial force AF 2 on the final axial force AF 3 decreases, while the degree of reflection of the angular axial force AF 1 and the lateral G axial force AF 4 on the final axial force AF 3 as a total. To increase. Therefore, the influence of the current limit of the
また、先の第4の実施の形態と同様に、分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」である場合であれ、電流軸力AF2に対する分配比率DR2の値を「0(0%)」に設定しなくてもよい。分配比率演算部81Eは、フラグFの値が「1」であるとき、たとえば電流軸力AF2の分配比率DR2の値を「0.1(10%)」、角度軸力AF1の分配比率DR1の値を「0.6(60%)」、横G軸力AF4の分配比率DR4の値を「0.3(30%)」に設定するようにしてもよい。
Further, as in the fourth embodiment, the distribution
このようにしても、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する角度軸力AF1および横G軸力AF4のトータルとしての反映度合いが増加する。このため、転舵モータ41の電流制限が操舵反力指令値T*、ひいては操舵反力に対して及ぼす影響が抑制される。
Even in this way, the degree of reflection of the current axial force AF 2 on the final axial force AF 3 decreases, while the degree of reflection of the angular axial force AF 1 and the lateral G axial force AF 4 on the final axial force AF 3 as a whole decreases. To increase. Therefore, the influence of the current limit of the
したがって、第6の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(7)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータ41の電流Ibに基づき演算される電流軸力AF2の最終軸力AF3に対する反映度合いが減少する一方、転舵モータ41の電流Ibの変化の影響を受けにくい角度軸力AF1および横G軸力AF4のトータルとしての最終軸力AF3に対する反映度合いが増加する。このため、転舵モータ41の電流制限が操舵反力指令値T*、ひいては操舵反力に対して影響を及ぼすことが抑えられる。したがって、転舵モータ41の電流Ibが制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
Therefore, according to the sixth embodiment, the following effects can be obtained.
(7) Degree of reflection of the current axial force AF 2 calculated based on the current I b of the
(8)ちなみに、図5に括弧書きの符号を付して示すように、横G軸力演算部81Gに代えてヨーレート軸力演算部81Hを設けてもよい。ヨーレート軸力演算部81Hは、車両に設けられるヨーレートセンサ504を通じて検出されるヨーレートYRに基づき、転舵シャフト14に作用する軸力であるヨーレート軸力AF5を演算する。ヨーレート軸力AF5は、ヨーレートYRを微分した値であるヨーレート微分値に、車速Vに応じた係数である車速ゲインを乗算することにより求められる。車速ゲインは、車速Vが速くなるほどより大きな値に設定される。ヨーレートYRには車両の挙動が反映されるため、ヨーレートYRに基づき演算されるヨーレート軸力AF5にも車両の挙動が反映される。また、ヨーレート軸力AF5は、ヨーレートYRに基づき演算されるため、転舵モータ41の電流制限の影響を受けにくい。このため、横G軸力演算部81Gに代えてヨーレート軸力演算部81Hを設ける場合についても、横G軸力演算部81Gを設けた場合と同様の効果を得ることができる。
(8) Incidentally, as shown in FIG. 5 with reference numerals in parentheses, a yaw rate axial
(9)また、製品仕様などによっては、軸力演算部72として、角度軸力演算部81Aを割愛した構成を採用してもよい。この構成を採用する場合、分配比率演算部81Eは、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、最終軸力AF3に対する電流軸力AF2の反映度合いが減少する一方、最終軸力AF3に対する横G軸力AF4の反映度合いが増加するように、電流制限時用の分配比率DR2,DR4の値を演算する。このため、転舵モータ41の電流制限が操舵反力に影響を及ぼすことが抑えられる。
(9) Further, depending on the product specifications and the like, a configuration in which the angle axial
<第7の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第7の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の第2の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、軸力演算部72の構成の点で第1の実施の形態と異なる。
<7th embodiment>
Next, a seventh embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as that of the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the axial
図6に示すように、軸力演算部72は、先の第2の実施の形態と同様の構成、すなわち角度軸力演算部81A、電流軸力演算部81B、換算器81Dおよびスイッチ81Fに加えて、横G軸力演算部81Gを有している。
As shown in FIG. 6, the axial
スイッチ81Fは、フラグFの値が「0」であるとき、電流軸力演算部81Bにより演算される電流軸力AF2を最終軸力AF3として選択する。スイッチ81Fは、フラグFの値が「1」であるとき、角度軸力演算部81Aにより演算される角度軸力AF1、または横G軸力演算部81Gにより演算される横G軸力AF4を最終軸力AF3として選択する。ただし、フラグFの値が「1」であるときに選択される軸力は製品仕様によって決まる。
When the value of the flag F is "0", the
したがって、第7の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(10)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、転舵モータ41の電流Ibに基づき演算される電流軸力AF2は使用されない。すなわち、転舵モータ41の電流制限の影響を受けない角度軸力AF1または横G軸力AF4が操舵反力指令値T*に反映させる最終的な軸力である最終軸力AF3として演算される。このため、転舵モータ41の電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
Therefore, according to the seventh embodiment, the following effects can be obtained.
(10) When a specific situation occurs in which the current I b of the
(11)また、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、スイッチ81Fを切り替えるだけで操舵反力指令値T*に反映される軸力を電流軸力AF2から角度軸力AF1または横G軸力AF4へ切り替えることができる。このため、制御装置50の演算負荷を軽減することが可能である。
(11) Further, when a specific situation occurs in which the current Ib of the
(12)ちなみに、製品仕様などによっては、軸力演算部72として、角度軸力演算部81Aを割愛した構成を採用してもよい。この構成を採用する場合、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、横G軸力AF4が最終軸力AF3として演算される。横G軸力AF4は、転舵モータ41の電流制限の影響を受けにくい。このため、転舵モータ41の電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
(12) Incidentally, depending on the product specifications and the like, a configuration in which the angle axial
(13)図6に括弧書きの符号を付して示すように、横G軸力演算部81Gに代えてヨーレート軸力演算部81Hを設けてもよい。この構成を採用する場合、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況が発生したとき、角度軸力AF1またはヨーレート軸力AF5が最終軸力AF3として演算される。ヨーレート軸力AF5は、転舵モータ41の電流制限の影響を受けにくい。このため、転舵モータ41の電流が制限される場合であれ、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を確保することができる。
(13) As shown in FIG. 6 with reference numerals in parentheses, a yaw rate axial
<第8の実施の形態>
つぎに、操舵制御装置をステアバイワイヤ式の操舵装置に具体化した第8の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1~図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。また、本実施の形態では、先の第3の実施の形態と同様に、転舵モータ41の電流を制限すべき状況として複数の状況を想定している。
<8th embodiment>
Next, an eighth embodiment in which the steering control device is embodied in a steer-by-wire type steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above. Further, in the present embodiment, as in the third embodiment described above, a plurality of situations are assumed as situations in which the current of the
制御装置50の反力制御部50aおよび転舵制御部50bは、互いに独立した個別の電子制御装置(ECU)として設けられている。反力制御部50aおよび転舵制御部50bは、CAN(Controller Area Network)などの車載ネットワークを介して互いに情報を授受する。
The reaction force control unit 50a and the
制限制御部64は、温度センサ62aを通じて転舵モータ41の温度Tmを検出する。制限制御部64は、転舵モータ41の温度Tmと複数の温度しきい値との比較を通じて転舵モータ41の発熱状態を判定する。転舵モータ41の発熱状態には、転舵モータ41の電流を制限するほど発熱していない通常の発熱状態、軽度の過熱状態、中程度の過熱状態、および重度の過熱状態が含まれる。制限制御部64は、転舵モータ41の過熱の程度が大きいほど、より絶対値の小さい制限値Ilimを演算する。
The
また、制限制御部64は、電圧センサ502を通じて直流電源の電圧Vbを検出する。制限制御部64は、直流電源の電圧Vbと複数の電圧しきい値との比較を通じて直流電源の電圧の状態を判定する。直流電源の電圧の状態には、転舵モータ41の電流を制限するほど電圧が低下していない通常の電圧状態、軽度の電圧低下状態、中程度の電圧低下状態、および重度の電圧低下状態が含まれる。制限制御部64は、直流電源の電圧低下の程度が大きいほど、より絶対値の小さい制限値Ilimを演算する。
Further, the
制限制御部64は、転舵モータ41の電流量を制限すべき状況であるかどうかを示すフラグFの値をセットすることに代えて、つぎの処理を実行する。すなわち、制限制御部64は、制御装置50の記憶装置に格納されたコード表に従って操舵装置10の状態をコード化する。コード化とは、操舵装置10の状態を記号としてのコードで表現する処理をいう。操舵装置10の状態には、転舵モータ41の発熱状態および直流電源の電圧の状態が含まれる。操舵装置10の状態とコードとの対応関係の一例は、つぎの通りである。
The
・コード「0」……転舵モータ41の電流が制限されない通常状態
・コード「1A」…転舵モータ41の軽度の過熱状態
・コード「1B」…転舵モータ41の中程度の過熱状態
・コード「1C」…転舵モータ41の重度の過熱状態
・コード「2A」…直流電源の軽度の電圧低下状態
・コード「2B」…直流電源の中程度の電圧低下状態
・コード「2C」…直流電源の重度の電圧低下状態
転舵制御部50bは、制限制御部64により設定されるコードを、車載ネットワークを介して反力制御部50aへ送信する。反力制御部50aは、車載ネットワークを介してコードを受信し、この受信されるコードに応じて反力制御を実行する。たとえば反力制御部50aは、反力制御の一環として、コードに応じて角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値を変更する。たとえば分配比率演算部81Eは、コードから把握される転舵モータ41の電流を制限すべき状況の度合いに応じて、2つの分配比率DR1,DR2の値を段階的に変化させる。
-Code "0" ... Normal state where the current of the
分配比率演算部81Eは、転舵モータ41が過熱状態である場合、その過熱の状態が「軽度」、「中程度」および「重度」の順に悪化するほど、角度軸力AF1の分配比率DR1の値をより大きい値に設定する一方、電流軸力AF2の分配比率DR2の値をより小さい値に設定する。ただし、電流制限時用の2つの分配比率DR1,DR2は、それらの合計が「1(100%)」になるように設定される。また、電流制限時用の2つの分配比率DR1,DR2は、製品仕様などによって適宜の値に設定される。2つの分配比率DR1,DR2の具体的な設定例は、つぎの通りである。
When the
分配比率演算部81Eは、コード「1A」が取得されるとき、すなわち転舵モータ41の発熱状態が軽度の過熱状態であるとき、つぎの関係式(8)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
When the code "1A" is acquired, that is, when the heat generation state of the
DR1:DR2=0.8(80%):0.2(20%) …(8)
分配比率演算部81Eは、コード「1B」が取得されるとき、すなわち転舵モータ41の発熱状態が中程度の過熱状態であるとき、つぎの関係式(9)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
DR 1 : DR 2 = 0.8 (80%): 0.2 (20%) ... (8)
When the code "1B" is acquired, that is, when the heat generation state of the
DR1:DR2=0.9(90%):0.1(10%) …(9)
分配比率演算部81Eは、コード「1C」が取得されるとき、すなわち転舵モータ41の発熱状態が重度の過熱状態であるとき、つぎの関係式(10)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
DR 1 : DR 2 = 0.9 (90%): 0.1 (10%) ... (9)
When the code "1C" is acquired, that is, when the heat generation state of the
DR1:DR2=1(100%):0(0%) …(10)
分配比率演算部81Eは、直流電源の電圧Vbが低下している場合、その低下の度合いが「軽度」、「中程度」および「重度」の順に悪化するほど、角度軸力AF1の分配比率DR1の値をより大きい値に設定する一方、電流軸力AF2の分配比率DR2の値をより小さい値に設定する。ただし、電流制限時用の2つの分配比率DR1,DR2は、それらの合計が「1(100%)」になるように設定される。また、電流制限時用の2つの分配比率DR1,DR2は、製品仕様などによって適宜の値に設定される。2つの分配比率DR1,DR2の具体的な設定例は、つぎの通りである。
DR 1 : DR 2 = 1 (100%): 0 (0%) ... (10)
When the voltage V b of the DC power supply decreases, the distribution
分配比率演算部81Eは、コード「2A」が取得されるとき、すなわち直流電源の状態が軽度の電圧低下状態であるとき、つぎの関係式(11)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
When the code "2A" is acquired, that is, when the state of the DC power supply is a slight voltage drop state, the distribution
DR1:DR2=0.8(80%):0.2(20%) …(11)
分配比率演算部81Eは、コード「2B」が取得されるとき、すなわち直流電源の状態が中程度の電圧低下状態であるとき、つぎの関係式(12)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
DR 1 : DR 2 = 0.8 (80%): 0.2 (20%) ... (11)
When the code "2B" is acquired, that is, when the DC power supply is in a moderate voltage drop state, the distribution
DR1:DR2=0.9(90%):0.1(10%) …(12)
分配比率演算部81Eは、コード「2C」が取得されるとき、すなわち直流電源の状態が重度の電圧低下状態であるとき、つぎの関係式(13)で表されるように、2つの分配比率DR1,DR2の値を設定する。
DR 1 : DR 2 = 0.9 (90%): 0.1 (10%) ... (12)
When the code "2C" is acquired, that is, when the state of the DC power supply is a severe voltage drop state, the distribution
DR1:DR2=1(100%):0(0%) …(13)
ちなみに、転舵モータ41の電流を制限すべき複数の状況、ここでは転舵モータ41の過熱および直流電源の電圧低下が同時期に発生することも考えられる。こうした状況に対応する観点に基づき、たとえば操舵装置10の状態の種別あるいは状態の程度によってコードに優先順位を設定してもよい。たとえば直流電源の軽度の電圧低下状態を示すコード「2A」よりも、転舵モータ41の重度の過熱状態を示すコード「1C」を優先する。
DR 1 : DR 2 = 1 (100%): 0 (0%) ... (13)
Incidentally, it is conceivable that a plurality of situations in which the current of the
したがって、第8の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(14)転舵制御部50bは、操舵装置10の状態を示す記号であるコードを反力制御部50aへ送信する。このため、転舵制御部50bが取得する転舵モータ41の温度Tmおよび直流電源の電圧Vbなどの情報をそのまま操舵装置10の状態を示す情報として反力制御部50aへ送信する場合に比べて、反力制御部50aと転舵制御部50bとの間の通信負荷が低減する。
Therefore, according to the eighth embodiment, the following effects can be obtained.
(14) The
(15)転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況の度合い、たとえば転舵モータ41の過熱の程度あるいは直流電源の電圧低下の程度に応じて、角度軸力AF1の分配比率DR1の値および電流軸力AF2の分配比率DR2の値を増減させる。これにより、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況の度合いに応じて、角度軸力AF1と電流軸力AF2とを段階的に切り替えることが可能である。このため、転舵モータ41の電流Ibを制限すべき特定の状況の度合いに応じて、運転者に対するインフォメーションとしての操舵反力を段階的に確保することが可能となる。
(15) The distribution ratio of the angular axial force AF 1 depends on the degree of a specific situation in which the current Ib of the
<他の実施の形態>
なお、第1~第8の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第1~第8の実施の形態において、角度軸力演算部81Aはピニオン角θpに代えて、操舵角演算部51により演算される操舵角θsあるいは目標ピニオン角演算部62により演算される目標ピニオン角θp
*に基づき角度軸力AF1を演算するようにしてもよい。このようにして演算される角度軸力AF1も、操舵状態に応じて転舵シャフト14に作用する軸力の理想値である。
<Other embodiments>
The first to eighth embodiments may be modified as follows.
In the first to eighth embodiments, the angle axial
・第1~第7の実施の形態において、制御装置50における反力制御部50aおよび転舵制御部50bを互いに独立した個別の電子制御装置(ECU)として構成してもよい。
・第1~第8の実施の形態において、操舵装置10にクラッチを設けてもよい。この場合、図1に二点鎖線で示すように、ステアリングシャフト12とピニオンシャフト13とをクラッチ21を介して連結する。クラッチ21としては、励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続を行う電磁クラッチが採用される。制御装置50は、クラッチ21の断続を切り替える断続制御を実行する。クラッチ21が切断されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪16との間の動力伝達が機械的に切断される。クラッチ21が接続されるとき、ステアリングホイール11と転舵輪16との間の動力伝達が機械的に連結される。
In the first to seventh embodiments, the reaction force control unit 50a and the
-In the first to eighth embodiments, the
11…ステアリングホイール
14…転舵シャフト
31…反力モータ
41…転舵モータ
50…制御装置(操舵制御装置)
50a…反力制御部
50b…転舵制御部
81A…角度軸力演算部(第2の演算部)
81B…電流軸力演算部(第1の演算部)
81C…軸力配分演算部(第3の演算部)
81E…分配比率演算部(第4の演算部)
81F…スイッチ(第3の演算部)
81G…横G軸力演算部(第2の演算部)
81H…ヨーレート軸力演算部(第2の演算部)
11 ...
50a ... Reaction
81B ... Current axial force calculation unit (first calculation unit)
81C ... Axial force distribution calculation unit (third calculation unit)
81E ... Distribution ratio calculation unit (fourth calculation unit)
81F ... Switch (third arithmetic unit)
81G ... Lateral G-force calculation unit (second calculation unit)
81H ... Yaw rate axial force calculation unit (second calculation unit)
Claims (6)
前記転舵シャフトに付与される転舵力の発生源である転舵モータの電流値に基づき前記転舵シャフトに作用する第1の軸力を演算する第1の演算部と、
前記転舵モータの電流値とは異なる他の車両状態変数に基づき前記転舵シャフトに作用する第2の軸力を演算する第2の演算部と、
前記第1の軸力および前記第2の軸力に基づき前記指令値に反映させる最終的な軸力である第3の軸力を演算する第3の演算部と、を備え、
前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の反映度合いを減少させる一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の反映度合いを増加させる操舵制御装置。 It is a steering control device that controls the reaction force motor, which is the source of the steering reaction force applied to the steering wheel separated from the steering shaft, based on the command value calculated according to the steering state. hand,
A first calculation unit that calculates a first axial force acting on the steering shaft based on a current value of a steering motor that is a source of a steering force applied to the steering shaft.
A second calculation unit that calculates a second axial force acting on the steering shaft based on other vehicle state variables different from the current value of the steering motor.
A third calculation unit for calculating a third axial force, which is the final axial force to be reflected in the command value based on the first axial force and the second axial force, is provided.
The third calculation unit reduces the degree of reflection of the first axial force on the third axial force when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited occurs, while the third calculation unit reduces the degree of reflection of the first axial force on the third axial force. A steering control device that increases the degree of reflection of the second axial force on the axial force of the above.
前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第3の軸力に対する前記第1の軸力の分配比率を減少させる一方、前記第3の軸力に対する前記第2の軸力の分配比率を増加させる請求項1に記載の操舵制御装置。 The third calculation unit adds up the values obtained by multiplying the first axial force and the second axial force by a distribution ratio individually set according to the vehicle behavior, steering state, or road surface condition. The third axial force is calculated by
The third arithmetic unit reduces the distribution ratio of the first axial force to the third axial force when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, while the third calculation unit reduces the distribution ratio of the first axial force to the third axial force. The steering control device according to claim 1, wherein the distribution ratio of the second axial force to the axial force of the above is increased.
前記第3の演算部は、前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したとき、前記第4の演算部により演算される電流制限時用の分配比率を使用して前記第3の軸力を演算する請求項2に記載の操舵制御装置。 When a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited, the distribution ratio of the first axial force to the third axial force is further reduced, while the second axial force to the third axial force is further reduced. It has a fourth calculation unit for individually calculating the distribution ratio for the current limitation to the first axial force and the second axial force from the viewpoint of further increasing the distribution ratio of the axial force of the above.
The third arithmetic unit uses the current limiting distribution ratio calculated by the fourth arithmetic unit when a specific situation occurs in which the current of the steering motor should be limited. The steering control device according to claim 2, wherein the axial force of the vehicle is calculated.
前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したときには前記第2の軸力をそのまま前記第3の軸力として演算する請求項1に記載の操舵制御装置。 The third calculation unit calculates the first axial force as it is as the third axial force when a specific situation in which the current of the steering motor should be limited does not occur.
The steering control device according to claim 1, wherein when a specific situation for limiting the current of the steering motor occurs, the second axial force is calculated as it is as the third axial force.
前記転舵制御部は、定められた判定条件が成立するかどうかに基づき前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生しているかどうかを示すフラグの値をセットし、
前記第3の演算部は、前記転舵制御部によりセットされるフラグの値に基づき前記転舵モータの電流を制限すべき特定の状況が発生したことを認識する請求項1~請求項5のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。 A steering control unit that controls the steering motor according to a steering state is included.
The steering control unit sets the value of a flag indicating whether or not a specific situation in which the current of the steering motor should be limited has occurred based on whether or not the predetermined determination condition is satisfied.
The third calculation unit recognizes that a specific situation has occurred in which the current of the steering motor should be limited based on the value of the flag set by the steering control unit. The steering control device according to any one of the above.
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